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涂布刮刀陶瓷涂层的精密磨削工装夹具、磨削方法及制品.pdf

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  • 文档编号:925549
  • 上传时间:2018-03-19
  • 格式:PDF
  • 页数:9
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201010210314.6

    申请日:

    2010.06.28

    公开号:

    CN102059594A

    公开日:

    2011.05.18

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情:

    未缴年费专利权终止IPC(主分类):B24B 3/00申请日:20100628授权公告日:20130410终止日期:20160628|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B24B 3/00申请日:20100628|||公开

    IPC分类号:

    B24B3/00; B24B41/06; D21G3/00

    主分类号:

    B24B3/00

    申请人:

    山东科技大学

    发明人:

    孙宏飞; 王灿明

    地址:

    266510 山东省青岛经济技术开发区前湾港路579号山东科技大学

    优先权:

    专利代理机构:

    代理人:

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    内容摘要

    本发明公开了一种涂布刮刀陶瓷涂层的精密磨削工装夹具、磨削方法及制品,它由一个座架、安装在座架上的胶辊夹具以及驱动胶辊夹具运转的传动装置所组成。利用上述工装夹具依次对涂布刮刀陶瓷涂层顶面、前端面、前斜面和后斜面进行磨削,从而使磨削出的涂布刮刀的陶瓷刃口直线偏差不大于0.015mm/m,刃口平行度偏差不大于0.01mm/mm,表面粗糙度Ra0.246,满足使用精度要求。通过本发明工装夹具在一个小型平面磨床上实现对涂布刮刀陶瓷涂层的磨削,避免了用大型精密磨床进行磨削,所以投资小,生产成本低。

    权利要求书

    1: 一种涂布刮刀陶瓷涂层的精密磨削工装夹具, 其特征在于, 它由一个座架、 安装在座 架上的胶辊夹具以及驱动胶辊夹具运转的传动装置所组成 ; 其中 : 所述的座架是在一个底座的左右两端分别连接两根向上的立柱, 并在每个立柱的顶端 分别设有压架 ; 所述的底座上设有磁力吸盘, 通过磁力吸盘固定安装在小型精密平面磨床 上; 所述的胶辊夹具是成对布置的上下两个胶辊, 共布置两对, 每对胶辊分别安装在座架 两端的立柱上, 其中下胶辊的两个轴端通过滚动轴承安装在两端立柱上, 上胶辊的两个轴 端通过轴承安装在两端立柱的滑块上, 滑块在立柱上可上下移动 ; 在所述的压架两端设有 压紧装置, 压紧装置连接在滑块上, 通过压紧装置实现上下两个胶辊的间隙和压力调整 ; 所 述的压紧装置是螺旋副结构, 螺旋副的螺母设在压架上, 螺杆上设有手轮, 转动手轮使滑块 上下移动, 从而调整上下胶辊的间隙和压力 ; 所述的传动装置是在两个下胶辊的轴端分别安装有传动轮, 通过皮带传动使两个下胶 辊同步运转, 所述的传动装置还包括一部无级调速电机, 无级调速电机通过切换控制开关 可正反向旋转, 无级调速电机通过联轴器与其中一个下胶辊的轴连接 ; 在所述的座架前后 两侧还设有水平转动的定位滚轮, 定位滚轮的工作高度定位在上下胶辊的接触平面上。
    2: 一种利用独权 1 所述的工装夹具在小型精密磨床上对涂布刮刀陶瓷涂层精密磨削 的方法, 工艺步骤如下 : 第一步 : 根据涂布刮刀陶瓷涂层磨削面的要求, 选择小型精密磨床的砂轮, 其中 : 砂轮形状选择 : 涂层磨削面共有四个面, 分为前端面, 前斜面, 顶面, 后斜面, 前端面采 用碗型金刚石砂轮, 其余面选用盘型金刚石砂轮 ; 砂轮粒度的选择 : 粗磨时选用 200# 金刚石砂轮, 磨粒尺寸 76μm ; 细磨时选用 400# 金 刚石砂轮, 磨粒尺寸 46μm ; 上述砂轮的粘结剂类型为陶瓷粘结剂 ; 砂轮的修整 : 将每片砂轮装到砂轮卡盘上, 采用磨削方式修整砂轮的几何外形及同轴 度, 修整时磨削砂轮的线速度 600m/min, 进刀量依次为 5μm、 2μm、 1μm ; 第二步 : 将修整好后的砂轮装到小型精密磨床主轴上, 将装好涂布刮刀的工装夹具安 装到磨床的工件位置上, 调整砂轮和涂层磨削面的相对位置, 启动工装夹具, 使涂布刮刀直 线运行, 用时启动磨床, 使砂轮与涂布刮刀运行方向逆向运转, 依次对陶瓷涂层的四个面进 行修磨, 修磨顺序如下 : 用 200# 盘型砂轮粗磨涂层顶面, 依次用 50μm、 20μm、 10μm 的进刀量各磨削一遍 ; 再 用 400# 盘型砂轮细磨涂层顶面, 依次用 5μm、 2μm、 1μm 的进刀量各磨削一遍, 顶面磨削完 成; 用 400# 碗形砂轮直接细磨涂层前端面, 依次用 2μm、 1μm 的进刀量各磨削一遍, 目测 所有被磨前端面都被磨削到后磨削完成 ; 用 200# 盘型砂轮粗磨涂层前斜面, 依次用 20μm 和 10μm 进刀量各磨削一遍 ; 再用 400# 盘型砂轮细磨涂层前斜面 ; 依次用 5μm、 2μm 的进刀量各磨削一遍 ; 前斜面磨削完 成; 200# 盘型砂轮粗磨涂层后斜面, 用 10μm 进刀量磨削一遍, 后斜面磨削完成, 因后斜面 为非接触面, 所以粗磨一遍即可 ; 2 经上述磨削后, 涂布刮刀的陶瓷刃口直线偏差不大于 0.015mm/m, 刃口平行度偏差不大 于 0.01mm/mm, 表面粗糙度 Ra0.246。
    3: 一种由权利要求 2 所述的磨削方法磨削出来的陶瓷涂层涂布刮刀, 其特征在于, 涂 布刮刀的陶瓷刃口直线偏差不大于 0.015mm/m, 刃口平行度偏差不大于 0.01mm/mm, 表面粗 糙度 Ra0.246。

    说明书


    涂布刮刀陶瓷涂层的精密磨削工装夹具、 磨削方法及制品

        【技术领域】
         本发明涉及涂布刮刀, 尤其涉及涂布刮刀陶瓷涂层的磨削工艺。背景技术 随着我国造纸工业技术的进步, 在涂布刮刀刀刃上喷涂陶瓷涂层 ( 简称陶瓷刮 刀 ) 的应用越来越广泛。陶瓷刮刀的制备工艺是在钢刮刀的刃部喷涂一层耐磨涂层, 厚 度大约 0.3mm, 然后再精密磨削得到所需要的几何刀口性能。耐磨涂层可以采用等离子或 HVOF 喷涂工艺方法制备, 具体制备方法可参照文献 CN200610043656.7。刮刀在喷涂后, 刃 部几何形状需要采用精密磨削的方法获得, 具体的磨削表面如图 4 所示。由于刮刀较长, 国 内大型的纸业公司所用刮刀其长度范围一般在 2.6-11 米之间。属于长条形大尺寸零件, 刮 刀刃部几何形状尺寸精度表面光洁度、 直线度和平行度等精度要求较高, 详细精度可参考 文献 QB-T2574-2002 在刮刀刃部喷涂陶瓷涂层后, 经过精密磨削后才能使用。耐磨涂层的 精密磨削工艺是决定刮刀使用性能的关键因素。 采用大型精密磨床可以实现刮刀刃部几何 形状的精密磨削, 但投资大, 生产成本高。 本发明设计一种刮刀涂层磨削专用工装和磨削工 艺, 可以采用小型精密磨床磨削出符合精度要求的陶瓷涂层刮刀。
         发明内容 本发明的目的是设计一种基于该类长条形零件的精密磨削专用的工装夹具, 利用 小型精密磨床实现这种长条形零件刃部的精密磨削。
         本发明另一目的是发明一种利用上述专用的工装夹具, 在小型精密磨床上进行精 密磨削涂布刮刀的方法。
         技术方案如下 :
         一种涂布刮刀陶瓷涂层的精密磨削工装夹具, 它由一个座架、 安装在座架上的胶 辊夹具以及驱动胶辊夹具运转的传动装置所组成 ; 其中 :
         所述的座架是在一个底座的左右两端分别连接两根向上的立柱, 并在每个立柱的 顶端分别设有压架 ; 所述的底座上设有磁力吸盘, 通过磁力吸盘固定安装在小型精密平面 磨床上 ;
         所述的胶辊夹具是成对布置的上下两个胶辊, 共布置两对, 每对胶辊分别安装在 座架两端的立柱上, 其中下胶辊的两个轴端通过滚动轴承安装在两端立柱上, 上胶辊的两 个轴端通过轴承安装在两端立柱的滑块上, 滑块在立柱上可上下移动 ; 在所述的压架两端 设有压紧装置, 压紧装置连接在滑块上, 通过压紧装置实现上下两个胶辊的间隙和压力调 整; 所述的压紧装置是螺旋副结构, 螺旋副的螺母设在压架上, 螺杆上设有手轮, 转动手轮 使滑块上下移动, 从而调整上下胶辊的间隙和压力 ;
         所述的传动装置是在两个下胶辊的轴端分别安装有传动轮, 通过皮带传动使两个 下胶辊同步运转, 所述的传动装置还包括一部无级调速电机, 无级调速电机通过切换控制 开关可正反向旋转, 无级调速电机通过联轴器与其中一个下胶辊的轴连接 ; 在所述的座架
         前后两侧还设有水平转动的定位滚轮, 定位滚轮的工作高度定位在上下胶辊的接触平面 上。
         该工装夹具体用时, 安装定位在小型精密平面磨床上, 将涂布刮刀从上下两个胶 辊中穿过, 通过压紧装置压紧, 再调整工装夹具的位置, 使磨床砂轮恰好处于刮刀涂层的位 置, 开动磨床工作同时开动工装夹具运行, 涂布刮刀在上下胶辊夹持下和定位滚轮阻挡下, 直线运行, 通过无级调速电机的自动正反转使涂布刮刀左右来回运动, 从而实现精密磨削, 达到需要的精度。
         一种利用上述工装夹具在小型精密磨床上对涂布刮刀陶瓷涂层精密磨削方法, 工 艺步骤如下 :
         第一步 : 根据涂布刮刀陶瓷涂层磨削面的要求, 选择小型精密磨床的砂轮, 其中 :
         (1) 砂轮形状选择 : 涂层磨削面共有四个面, 分为前端面, 前斜面, 顶面, 后斜面, 前端面采用碗型金刚石砂轮, 其余面选用盘型金刚石砂轮 ;
         (2) 砂轮粒度的选择 : 粗磨时选用 200# 金刚石砂轮, 磨粒尺寸 76μm ; 细磨时选用 400# 金刚石砂轮, 磨粒尺寸 46μm ;
         上述砂轮的粘结剂类型为陶瓷粘结剂。
         (3) 砂轮的修整 : 将每片砂轮装到砂轮卡盘上, 采用磨削方式修整砂轮的几何外 形及同轴度, 修整时磨削砂轮的线速度 600m/min, 进刀量依次为 5μm、 2μm、 1μm ;
         第二步 : 将修整好后的砂轮装到小型精密磨床主轴上, 将装好涂布刮刀的工装夹 具安装到磨床的工件位置上, 调整砂轮和涂层磨削面的相对位置, 启动工装夹具, 使涂布刮 刀直线运行, 用时启动磨床, 使砂轮与涂布刮刀运行方向逆向运转, 依次对陶瓷涂层的四个 面进行修磨, 修磨顺序如下 :
         (1) 用 200# 盘型砂轮粗磨涂层顶面, 依次用 50μm、 20μm、 10μm 的进刀量各磨削 一遍 ; 再用 400# 盘型砂轮细磨涂层顶面, 依次用 5μm、 2μm、 1μm 的进刀量各磨削一遍, 顶 面磨削完成 ;
         (2) 用 400# 碗形砂轮直接细磨涂层前端面, 依次用 2μm、 1μm 的进刀量各磨削一 遍, 目测所有被磨前端面都被磨削到后磨削完成 ;
         (3) 用 200# 盘型砂轮粗磨涂层前斜面, 依次用 20μm 和 10μm 进刀量各磨削一遍 ; 再用 400# 盘型砂轮细磨涂层前斜面 ; 依次用 5μm、 2μm 的进刀量各磨削一遍 ; 前斜面磨削 完成 ;
         (4)200# 盘型砂轮粗磨涂层后斜面, 用 10μm 进刀量磨削一遍, 后斜面磨削完成。 因后斜面为非接触面, 所以粗磨一遍即可 ;
         至此, 涂布刮刀的陶瓷刃口直线偏差不大于 0.015mm/m, 刃口平行度偏差不大于 0.01mm/mm, 表面粗糙度 Ra0.246, 满足使用精度要求。
         本发明工装夹具的积极效果是 : 涂布刮刀虽然是一个长条形大尺寸的零件, 但是 它可以通过本工装夹具在一个小型平面磨床上实现对涂层的磨削, 避免了用大型精密磨床 进行磨削, 所以投资小, 生产成本低。而且由于使用本工装夹具, 涂布刮刀的磨削时克服了 弹性变形移动量, 保证了磨削精度 ; 再就是通过磁力吸盘可任意调整涂布刮刀与砂轮的相 对位置, 角度, 更容易调整需要麻削的几何形状。再就是磨削过程中砂轮只转动不移动, 没 有进给动作, 机床导轨的精度误差将不影响工件的尺寸精度。尤其使用本发明的磨削方法后, 使涂布刮刀完全达到大型机床的磨削精度, 因而投资小, 节约成本。 附图说明 图 1 是工装夹具的主视示意图 ;
         图 2 是图 1 的俯视图 ;
         图 3 是涂布刮刀磨削面的剖面图 ;
         图 4 是碗形金刚砂轮主视图 ;
         图 5 是盘形金刚石砂轮主视图。
         图中 : 1- 平面磨床砂轮, 2- 手轮, 3- 上胶辊, 4- 涂布刮刀, 5- 皮带, 6- 底座, 7- 涂 层, 8- 无级调速电机, 9- 定位滚轮, 10- 联轴器, 11- 立柱, 12- 滑块, 13- 下胶辊, 14- 螺旋副, 15- 压架 ; 16- 前端面 ; 17- 前斜面 ; 18- 顶面 ; 19- 后斜面。
         具体实施方式
         如图 1-2 所示, 本发明涂布刮刀陶瓷涂层的精密磨削工装夹具由一个座架、 安装 在座架上的胶辊夹具以及驱动胶辊夹具运转的传动装置所组成 ; 所述的座架是在一个底座 6 的左右两端分别连接两根向上的立柱 11, 并在每个立 柱 11 的两端分别设有压架 15 ; 底座 6 上设有磁力吸盘, 通过磁力吸盘固定安装在小型精密 平面磨床上 ;
         所述的胶辊夹具是成对布置的上下两个胶辊 3 和 13, 共布置两对, 每对胶辊分别 安装在座架两端的立柱 11 上, 其中下胶辊 13 的两个轴端通过滚动轴承安装在两端立柱 11 上, 上胶辊 3 的两个轴端通过轴承安装在两端立柱 11 的滑块 12 上, 滑块 12 在立柱 11 上可 上下移动 ; 在所述的压架 15 两端设有压紧装置, 压紧装置连接在滑块 12 上, 通过压紧装置 实现上下两个胶辊 3 和 13 的间隙和压力调整 ; 所述的压紧装置是螺旋副 14 结构, 螺旋副 14 的螺母设在压架 15 上, 螺杆上设有手轮 2, 转动手轮 2 使滑块 12 上下移动, 从而调整上 下胶辊 3 和 13 的间隙和压力 ;
         所述的传动装置是在两个下胶辊 13 的轴端分别安装有传动轮, 通过皮带 5 传动使 两个下胶辊 13 同步运转, 所述的传动装置还包括一部无级调速电机 8, 无级调速电机 8 通过 切换控制开关可正反向旋转, 无级调速电机 8 通过联轴器 10 与其中一个下胶辊 13 的轴连 接; 在所述的座架前后两侧还设有水平转动的定位滚轮 9, 定位滚轮 9 的工作高度定位在上 下胶辊 3 和 13 的接触平面上。
         使用时, 将该工装夹具体安装定位在小型精密平面磨床上, 将涂布刮刀 4 从上下 两个胶辊 3 和 13 中穿过, 通过压紧装置压紧, 再调整工装夹具的位置, 使平面磨床砂轮 1 恰 好处于刮刀涂层 7 的位置, 开动磨床工作同时开动工装夹具运行, 涂布刮刀 4 在上下胶辊 3 和 13 夹持下和定位滚轮 9 阻挡下, 直线运行, 通过无级调速电机 8 的自动正反转使涂布刮 刀 4 左右来回运动, 从而实现精密磨削, 达到需要的精度。
         利用上述工装夹具在小型精密磨床上对涂布刮刀陶瓷涂层精密磨削方法, 工艺步 骤如下 :
         第一步 : 根据涂布刮刀陶瓷涂层磨削面的要求, 选择小型精密磨床的砂轮
         (1) 砂轮形状选择 : 涂层磨削面共有四个面 ( 见图 3), 分为前端面 16, 前斜面 17,
         顶面 18, 后斜面 19, 前端面 16 采用碗型金刚石砂轮 ( 见图 4), 前斜面 17、 顶面 18 和后斜面 19 选用盘型金刚石砂轮 ( 见图 5)。
         (2) 砂轮粒度的选择 : 粗磨时选用 200# 金刚石砂轮, 磨粒尺寸 76μm ; 细磨时选用 400# 金刚石砂轮, 磨粒尺寸 46μm ;
         上述砂轮的粘结剂类型为陶瓷粘结剂 ;
         (3) 砂轮的修整 : 将每片砂轮 1 装到砂轮卡盘上, 采用磨削方式修整砂轮的几何外 形及同轴度, 修整时磨削砂轮的线速度 600m/min, 进刀量依次为 5μm、 2μm、 1μm ;
         第二步 : 将修整好后的砂轮 1 装到小型精密磨床主轴上, 将装好涂布刮刀 4 的工装 夹具安装到磨床的工件位置上, 调整砂轮 1 和涂层 7 磨削面的相对位置, 启动工装夹具, 使 涂布刮刀 4 直线运行, 用时启动磨床, 使砂轮 1 与涂布刮刀 4 运行方向逆向运转, 依次对陶 瓷涂层 7 的四个面进行修磨, 修磨顺序如下 :
         (1) 用 200# 盘型砂轮粗磨涂层顶面 18, 依次用 50μm、 20μm、 10μm 的进刀量各磨 削一遍 ; 再用 400# 盘型砂轮细磨涂层顶面 18, 依次用 5μm、 2μm、 1μm 的进刀量各磨削一 遍, 顶面磨削完成 ;
         (2) 用 400# 碗形砂轮直接细磨涂层前端面 16, 依次用 2μm、 1μm 的进刀量各磨削 一遍, 目测所有被磨前端面都被磨削到后磨削完成 ; (3) 用 200# 盘型砂轮粗磨涂层前斜面 17, 依次用 20μm 和 10μm 进刀量各磨削一 遍; 再用 400# 盘型砂轮细磨涂层前斜面 17 ; 依次用 5μm、 2μm 的进刀量各磨削一遍 ; 前斜 面 17 磨削完成 ;
         (4) 用 200# 盘型砂轮粗磨涂层后斜面 19, 用 10μm 进刀量磨削一遍, 后斜面 19 磨 削完成。因后斜面 19 为非接触面, 所以粗磨一遍即可 ;
         至此, 涂布刮刀 4 的陶瓷刃口直线偏差不大于 0.015mm/m, 刃口平行度偏差不大于 0.01mm/mm, 表面粗糙度 Ra0.246, 满足使用精度要求。
        

    关 键  词:
    刮刀 陶瓷 涂层 精密 磨削 工装 夹具 方法 制品
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